Órganos excretores y formación de orina

Cómo los diversos órganos excretores de los animales —desde el túbulo de Malpighi de los insectos hasta el riñón de los vertebrados— producen un fluido que elimina los desechos mientras ajusta el agua y la sal.

Definition

Los órganos excretores son las estructuras que eliminan los desechos metabólicos y regulan la composición de los fluidos corporales, y la formación de orina es la secuencia de procesos —filtración o secreción inicial seguida de reabsorción y secreción selectivas— mediante los cuales producen el fluido que finalmente se excreta.

Scope

Este tema abarca la estructura y el funcionamiento de los órganos excretores y los pasos de la formación de orina: filtración, reabsorción y secreción en la nefrona de los vertebrados; el mecanismo de contracorriente que concentra la orina de los mamíferos; y las estrategias basadas en la secreción de órganos invertebrados como los túbulos de Malpighi y los nefridios. Trata cómo la producción excretora se ajusta a la economía hídrica de un animal. La cobertura es comparativa y mecanicista.

Core questions

• ¿Cómo transforma la nefrona de los vertebrados un filtrado sanguíneo en orina de composición controlada?
• ¿Cómo produce el riñón de los mamíferos una orina más concentrada que la sangre?
• ¿Cómo forman orina los túbulos de Malpighi de los insectos sin filtración?
• ¿Cómo se ajusta la producción de orina a la necesidad de un animal de conservar o eliminar agua?

Key theories

Filtración glomerular y procesamiento tubular

En los riñones de los vertebrados, la presión arterial impulsa la filtración del plasma en el glomérulo para formar un filtrado primario, que luego se transforma en orina mediante la reabsorción de agua y solutos necesarios y la secreción de desechos adicionales a lo largo del túbulo.

Multiplicador de contracorriente del asa de Henle

El asa de Henle y la vasculatura circundante utilizan el flujo a contracorriente y el transporte activo de sal para construir un gradiente osmótico pronunciado en la médula renal, permitiendo la reabsorción de agua y la producción de orina concentrada.

Mechanisms

En la nefrona de los vertebrados, un ovillo capilar de alta presión (glomérulo) filtra el plasma hacia el túbulo; el túbulo proximal reabsorbe la mayor parte del agua y los solutos, el asa de Henle genera un gradiente osmótico medular por multiplicación a contracorriente, y el túbulo distal y el conducto colector ajustan la reabsorción de iones y agua bajo control hormonal, produciendo orina que puede ser diluida o, en mamíferos y aves, altamente concentrada. Los animales que carecen de glomérulos, y muchos invertebrados, en cambio, forman orina por secreción: los túbulos de Malpighi de los insectos secretan activamente iones para atraer fluido al túbulo, luego el intestino posterior reabsorbe agua y sales, mientras que los nefridios de los anélidos combinan la filtración y el procesamiento tubular. La capacidad de concentrar la orina se correlaciona con la longitud del asa de Henle y con la economía hídrica de un animal.

Clinical relevance

La fisiología renal comparada, incluida la extrema capacidad de concentración de orina de los roedores del desierto, ilumina los principios de filtración, reabsorción y concentración que subyacen a la comprensión de la función renal. Esta entrada es material de referencia educativa y no una guía médica.

History

Los estudios comparativos de Homer Smith establecieron la evolución y función del riñón de los vertebrados, y la teoría de contracorriente propuesta por Kuhn y confirmada por el trabajo de micropunción de Gottschalk y otros explicó cómo se produce la orina concentrada. Los estudios de los túbulos de Malpighi de los insectos revelaron la ruta contrastante basada en la secreción para la formación de orina.

Key figures

• Homer Smith
• Werner Kuhn
• Bodil Schmidt-Nielsen
• Carl Gottschalk

Seminal works

• hill2016
• schmidtnielsen1997
• randall2002

Frequently asked questions

¿Cómo puede el riñón producir orina más concentrada que la sangre?

El asa de Henle establece un fuerte gradiente de sal en lo profundo del riñón a través de la multiplicación a contracorriente, de modo que a medida que la orina pasa, se extrae agua y la orina se concentra.

¿Tienen riñones los insectos?

No como tal; los insectos utilizan túbulos de Malpighi que secretan líquido en el intestino, y el intestino posterior luego recupera agua y sales útiles, logrando la misma función general de excreción y equilibrio hídrico.